软件定义光网络SDN资源调度原理

发布时间： 2022-11-09 09:32:20

软件定义光网络SDN资源调度原理，通过在现有PTN或OTN中引入SDN(Software Defined Network，软件定义网络)技术，将控制平面与转发平面分离、网管和SDN控制器融合，实现集中管控和统一调度，使得光网络更加高效、灵活和智能，这就是SDON(Software Defined Optical Network，软件定义光网络)技术。软件定义光网络架构包含转发、控制和应用三个层面，如图1所示。

图1　SDON网络架构

转发层主要承担光网络业务的传送和交换功能。软件定义光网络对光设备和可编程能力提出了新的要求，一些灵活的可编程的物理层和转发技术会逐步引入和应用。如在光传送网(OTN)设备中增加速率、距离自适应的光收发和灵活栅格光交换，在分组传送网(PTN)设备引入支持OpenFlow流表的芯片等。受到可编程物理层技术和芯片不成熟的限制，SDON设备仍可维持现有转发平面，通过在设备或网管中增加协议代理等机制支持SDON。

控制层是SDON的核心部分，主要实施网络资源管理、业务连接控制、路径计算、网络资源抽象和虚拟化，以及各种基于策略的网络管控等功能，并向上层应用提供各种网络服务。考虑到控制器可扩展性和多域多厂商组网需求，SDON在控制层引入分层控制架构，由协调层控制器负责跨技术/管理域、跨厂家的协同。

应用层业务包括按需带宽业务(BoD)、光虚拟专用网络业务(OVPN)、数据中心光互联、IP+光协同等。这些应用通过调用控制层提供的北向接口API来对网络实施操作，提供各种网络业务。

与现有光传送网相比，SDN控制器更像是智能管控中心，基于实时更新的全局链路资源实时模型，对当前链路情况了如指掌，自动管控着传输链路的一切，不需要运维人员过多参与，就能通过整合全网资源，实现弹性SDON网络，在业务开通、带宽分配、可靠性等方面带来一些全新特性。

SDON采用可编程技术，可以根据容量、距离、速率、拓扑等参数进行智能计算，实时调整转发平面设备参数，寻找可用路由，实现OTN的动态控制，这样既能实现业务快速开通，也可以实现突发状况下的动态路径保护，保障业务的可靠性。

SDON会根据业务所需带宽大小提供相应大小和数量的传送容器，通过智能计算提供“量身定制”的网络连接服务，实现带宽按需分配。同时，SDON基于日志存储功能，可以根据不同客户、不同业务的服务时间差异，实现业务预约开通和带宽自动调整功能。

实际网络中，有时候光纤没有中断，只是性能劣化。此时，网络虽未中断，但线路信噪比(信号/噪声)达不到接收要求，影响了业务传送。这种情况下，SDON可以基于网络可编程性，通过软件修改硬件参数，比如修改光器件参数、调制方式，通过降低传送速率来实现动态路径保护。